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CN117440847A - 用于测量患者肺部压力的系统和方法 - Google Patents

用于测量患者肺部压力的系统和方法 Download PDF

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CN117440847A CN202280040407.XA CN202280040407A CN117440847A CN 117440847 A CN117440847 A CN 117440847A CN 202280040407 A CN202280040407 A CN 202280040407A CN 117440847 A CN117440847 A CN 117440847A
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约瑟夫·西波隆
萨米尔·萨利赫·艾哈迈德
迈克尔·B·福尔摩斯
杰森·塞斯蒙多
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Ventec Life Systems Inc
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Abstract

本技术涉及用于在压力控制或容量控制通气期间测量患者体内的患者肺部压力的系统和方法。例如，本技术包括：在呼吸的吸气相期间以第一速度操作呼吸机鼓风机，以沿着流动路径将气体从呼吸机引导至患者，以及，在吸气相之后且在呼吸的呼气相之前，以小于第一速度的第二速度操作鼓风机，以在流动路径中实现零流量状态，在零流量状态期间气体既不流入患者肺部也不流出患者肺部。在零流量状态期间，流动路径中的压力等于或至少大致等于患者肺部压力。因此，在零流量状态期间，可以在沿着流动路径的任何位置处测量压力，以确定患者肺部压力。

Description

用于测量患者肺部压力的系统和方法
相关申请交叉引用
本申请要求于2021年4月15日提交的发明名称为″用于在容量控制通气中测量患者肺压的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING PATIENT LUNG PRESSURE INVOLUME-CONTROLLED VENTILATION)″的美国临时申请63/175,405的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本技术总体上涉及呼吸机系统和使用方法，并且具体地涉及测量患者肺部压力和其他生理指标。
背景技术
机械呼吸机通常使用患者回路连接到患者。一旦连接到患者身上，呼吸机就将吸入气体驱使到患者的肺部中，以辅助患者的呼吸。可以使用压力控制通气或容量控制通气来控制气体流量。在压力控制通气中，呼吸机将空气递送给患者，直到达到预定压力。一旦达到预定压力，患者回路中的呼气阀就会打开，从而降低患者回路的压力，并使气体能够流出患者的肺部并经由呼气阀离开患者回路。在容量控制通气中，呼吸机将预定容量的空气递送给患者。一旦将预定容量的空气递送给患者，流量就会减少，并且空气自然地流出患者的肺部回到呼吸机。
附图说明
参考以下附图可以更好地理解本技术的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制。相反，重点放在清楚地说明本技术的原理上。
图1是根据本技术的实施例配置的呼吸机系统的示意图。
图2示出了根据本技术的实施例生成的三个呼吸周期的流量波形图，压力波形图，和鼓风机速度图。
图3是图2中的流量波形图，压力波形图，和鼓风机速度图的一部分的放大视图，示出了根据本技术的实施例的用于测量患者肺部压力的保持操作(hold maneuver)。
图4A是示出了根据本技术的实施例的用于与有源患者回路一起使用并且被配置为执行用于测量患者肺部压力的保持操作的呼吸机控制模块的示意图。
图4B是示出了根据本技术的实施例的用于与无源患者回路一起使用并且被配置为执行用于测量患者肺部压力的保持操作的呼吸机控制模块的示意图。
图5是被配置为执行用于测量患者肺部压力的保持操作并且根据本技术的实施例配置的呼吸机的示意性图示。
图6是根据本技术的实施例的用于在通气期间测量患者体内的患者肺部压力的方法的流程图。
具体实施方式
本技术总体上涉及用于在压力控制的或容量控制的机械通气期间测量患者肺部压力的系统和方法。在一些实施例中，本技术还提供了用于基于所测量的患者肺部压力来计算患者静态顺应性和/或患者气道阻力的系统和方法。例如，本技术包括：在呼吸的吸气相期间以第一速度操作呼吸机鼓风机，以沿着流动路径将气体从呼吸机引导至患者，以及，在吸气相之后且在呼吸的呼气相之前，以小于第一速度的第二速度操作鼓风机，以在流动路径中实现零流量状态，在零流量状态期间气体既不流入患者肺部也不流出患者肺部。在零流量状态期间，流动路径中的压力等于或至少大致等于患者肺部压力。因此，在零流量状态期间，可以在沿着流动路径的任何位置处测量压力，以确定患者肺部压力。所测量的患者肺部压力然后可以用于自动地计算患者静态顺应性和/或患者气道阻力。如本文详细地描述的，这样的测量可以有助于在通气期间监测患者的肺部健康，为患者选择适当的治疗水平等。
患者肺部压力(例如，在呼吸周期期间的任何给定点处的患者的肺部中的压力)在整个吸气/呼气呼吸周期中变化。例如，在呼吸的吸气相期间，由于空气进入肺部并使其膨胀，因此患者的肺部中的压力一般会增加。在吸气相与呼气相之间的转变处，患者肺部压力一般处于或接近其峰值(例如，也称为平台压力)。然后，在呼气相期间，由于空气移出肺部并且肺部收缩，因此患者肺部压力降低。
在标准的吸气-呼气呼吸周期期间，无法直接地测量患者肺部压力。这是因为在通气期间，由于患者的气道(例如，气管)的阻力，患者肺部压力一般不等于患者连接件(或沿着呼吸机与患者的嘴之间的流动路径的任何其他位置)处的压力。例如，在吸气相期间的任何给定时刻，患者的嘴处的压力一般将大于患者肺部压力(例如，由于患者气道阻力)，并且在呼气相期间的任何给定时刻，患者的嘴处的压力一般将小于患者肺部压力(例如，也由于患者气道阻力)。因此，在吸气或呼气相期间测量患者的嘴处(或沿着呼吸机与患者的嘴之间的流动路径的另一位置处)的压力不提供患者肺部压力的准确估计值。因此，无法简单地通过将压力传感器放置在患者的嘴处的患者连接件上来测量患者肺部压力。
在一些情况下，可以紧接在吸气相之后使用保持操作来评估患者肺部压力。在保持操作期间，在吸气相结束后，患者回路中的呼气阀保持在关闭位置。这在患者回路中引起零流量状态，在此期间，空气既不流入患者的肺部也不流出患者的肺部。由于存在零流量，所以患者气道阻力不影响患者的肺部中的压力。因此，在零流量状态期间沿呼吸机与患者之间的流动路径测量的压力(称为″平台压力″)代表患者的峰值肺部压力。
然而，并非所有的呼吸机系统都将呼气阀并入患者回路中，该呼气阀可选择性地关闭以实现并维持零流量状态。因此，本技术提供了用于测量患者肺部压力的系统和方法，诸如在没有主动控制的呼气阀的系统中。具体地，并且如下文详细地描述的，本技术自动控制鼓风机的操作，以在保持操作期间实现零流量状态，从而允许测量平台压力，并且从而测量患者肺部压力。
评估平台压力有利于设置通气治疗参数。在保持操作期间或结束时太高的平台压力(例如，大于约20cmH2O，大于约25cmH2O，大于约30cmH2O，或另一患者特定的参数)可能表示患者的肺部过度膨胀，这可能引起气压创伤并导致肺损伤。在保持操作期间或结束时太低的平台肺部压力可能表示患者在呼吸期间没有接收到足够的空气。因此，可以选择通气治疗参数，以实现在吸气相结束时的患者肺部压力(例如，平台压力)处于特定患者的临床可接受的范围内。
患者静态顺应性(例如，肺在给定压力下在容量上伸展或膨胀的可扩张性/能力)和患者气道阻力(例如，对由患者的解剖结构生成的气流的阻力)也可以有利于设置通气治疗参数和/或监测患者的状态。例如，低的患者肺部顺应性可能表示患者具有″僵硬″或纤维化的肺部，而高的患者肺部顺应性可能表示患者的肺部过于柔韧。然而，与患者肺部压力一样，在压力控制或容量控制通气期间，无法直接测量患者静态顺应性和患者气道阻力。然而，如下文详细描述的，本技术可以利用所测量的患者肺部压力值来计算患者顺应性和患者气道阻力。
装置，方法，和用途的其他方面和优点将从以下仅作为示例给出的描述而变得显而易见。
以下描述中使用的术语旨在以其最宽泛合理的方式进行解释，即使它与本技术的某些特定实施例的详细描述结合使用。某些术语甚至可能在下文被强调；然而，旨在以任何限制方式解释的任何术语将在本具体实施方式部分中被公开和具体定义。另外，本技术可以包括在示例的范围内但未关于图1-6被详细描述的其他实施例。
贯穿本说明书的对″一个实施例″或″一种实施例″的引述意味着结合该实施例描述的特定特征，结构，或特性被包括在本技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书多处出现的短语″在一个实施例中″或″在一种实施例中″不一定都指代相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合特定特征或特性。
贯穿本说明书对诸如″大体上″，″大致″，和″约″的相对术语的引述在本文中用于表示所述值加或减10％。术语″基本上″或其语法变体是指至少约50％，例如75％，85％，95％，或98％。
图1是用于向患者102提供通气治疗并且根据本技术的实施例配置的通气系统100(″系统100″)的示意性图示。系统100包括呼吸机110，患者回路106，和患者连接件104。呼吸机110可以经由患者回路106和患者连接件104耦接到患者102。例如，患者回路106可以包括用于将气体运送到患者102和/或从患者102运送气体的导管或内腔(例如，管)。患者回路106可以包括无源(passive)患者回路或有源(active)患者回路，诸如在美国专利号10,518,059和10,105,509中描述的那些，其公开内容通过引用被整体并入本文并用于所有目的。患者连接件104可以是耦接到患者回路106以用于将气体递送到患者102的任何合适的接口，诸如完整循环呼吸器面罩，部分循环呼吸器面罩，鼻罩，咬嘴(mouthpiece)，气管导管等。
呼吸机110可以包括通气组件120，通气组件120具有用于向患者102提供吸入气体(例如，″空气126″)的鼓风机122。空气126经由耦接到通气组件120的患者进气口124被呼吸机110接收。虽然被标识为″空气″，但是本领域普通技术人员理解的是，空气126可以包括环境空气或从呼吸机110外部的任何来源获得的加压空气。空气126还可以可选地包括浓缩氧气，如美国专利号10,245,406和10,315,002中所述，其公开内容通过引用被整体并入本文并用于所有目的。
鼓风机122控制空气126到患者102的流动。例如，在呼吸周期的吸气相期间，鼓风机122可以经由流动路径将空气126引导至患者102，该流动路径包括患者进气口124，通气组件120，主呼吸机连接件116，患者回路106，和患者连接件104。鼓风机在呼气相期间的操作取决于由系统100提供的治疗模式。例如，在系统100被配置为提供呼气末正压(PEEP或EPAP)治疗的实施例中，鼓风机122还在呼气相期间将空气126引导至主呼吸机连接件116。这在呼气相期间保持了患者的气道内的正压，这可以降低患者的肺部将在呼气期间塌陷的风险。在一些实施例中，呼吸机110可以在呼气相期间接收呼出气体。呼吸机110可以经由患者进气口124清除呼出气体，和/或可以具有单独的出口端口(未示出)，用于排出患者呼出气体。
系统100还可以包括一个或多个传感器，诸如流量传感器118和/或压力传感器119。流量传感器118可以被设置在沿着患者进气口124与患者连接件104之间的流动路径的任何合适的位置处。例如，在所示的实施例中，流量传感器118的位置被设置在患者进气口124与通气组件120之间。不管其位置如何，流量传感器118被配置为测量患者进气口124与患者102之间的气体流量(例如，以升每分钟或LPM为单位)。同样，压力传感器119可以被设置在任何合适的位置，用于测量位于患者进气口124与患者102之间的流动路径内的压力。例如，压力传感器119的位置可以被设置在呼吸机110内且位于通气组件120与主呼吸机连接件116之间。在患者回路106是有源患者回路的实施例中，系统100可以可选地包括靠近患者202的次要流量传感器105。
呼吸机110还可以包括用于控制呼吸机110的操作的控制模块112。具体地，控制模块112可以生成用于控制通气组件120的操作的一个或多个信号，诸如以自动地控制鼓风机122的速度(例如，以向患者提供合适的空气126流量和/或以使呼吸机110的操作与患者的呼吸同步)。例如，控制模块112可以指示鼓风机122在呼吸的吸气相期间以第一速度操作，而在呼吸的呼气相期间以比第一速度慢的第二速度操作。控制模块112还可以接收来自流量传感器118和/或压力传感器119的信号。例如，在容量控制通气中，控制模块112可以在吸气相期间接收来自流量传感器118的信号，并且基于接收到的信号，自动并且实时地计算在吸气相期间递送给患者的空气容量。一旦计算出的容量达到预定阈值，控制模块112就可以控制通气组件120以开始呼气相(例如，通过减慢鼓风机122的速度)。此外，如关于图2-6详细地描述的，控制模块112还可以基于从流量传感器118接收的信号来自动地控制鼓风机122的速度，以在保持操作期间在流动路径内实现零流量状态，以便测量患者肺部压力。
呼吸机110还可以包括用户接口114。用户接口114被配置为从用户(例如，与患者102相关的患者，护理人员，临床医生，或其他用户等)接收输入并将该输入提供给控制模块112。经由用户接口114接收的输入可以包括呼吸机设置，操作参数，操作模式等。在具体示例中，并且如关于图5中更详细地描述的，用户可以使用用户接口114来开始保持操作，以测量患者肺部压力。用户接口114还可以被配置为向用户和/或患者显示信息，包括所选择的呼吸机设置，操作参数，操作模式，生理参数等。用户接口114可以是本领域已知的任何合适的用户接口，诸如具有呼吸机设置和操作参数的数字显示的触摸屏。
系统100可以可选地包括除了上述那些之外的额外的特征和功能。例如，系统100可以包括用于向患者102提供补充氧气的氧气组件，用于向患者102提供咳嗽辅助的咳嗽辅助组件，用于向患者提供药物治疗的雾化器组件，用于向患者102提供抽吸的抽吸组件等中的一个或多个。在一些实施例中，前述组件中的一个或多个组件(例如，咳嗽辅助组件)可以集成到呼吸机110中，使得系统100可以在不将患者与患者回路106断开连接的情况下向患者102提供多种呼吸治疗。适合与本技术一起使用的呼吸机的额外特征被在美国专利号9,956,371中进行了描述，其公开内容通过引用被整体并入本文并用于所有目的。
如下文关于图2-6所描述的，系统100可以在机械通气期间用于测量和/或计算患者肺部压力，患者静态顺应性，和/或患者气道阻力。具体地，可以通过控制鼓风机122的操作来测量患者肺部压力，以在吸气相之后将系统100中的净流量减小到零。可以使用所测量的患者肺部压力来计算患者静态顺应性和患者气道阻力。
图2包括示出了在容量控制通气期间(例如，使用图1中所示的系统100)的三个呼吸周期200a-c的代表性流量波形的第一图210，示出了相同的三个呼吸周期200a-c的代表性压力波形的第二图220，以及示出了相同的三个呼吸周期200a-c的鼓风机(例如，图1中所示的鼓风机122)速度的第三图230。第一周期200a和第三周期200c是具有吸气相l且紧接着是呼气相E的标准呼吸周期。在第一周期200a和第三周期200c中，流量从吸气相l期间的正值转变成呼气相E期间的负值，压力在吸气相I期间上升并且在呼气相E期间下降，并且鼓风机在吸气相I期间具有速度突发并且在呼气相E期间下降到一致水平以维持呼气末正压。
与第一周期200a和第三周期200c不同，根据本技术的实施例，第二周期200b包括用于测量峰值患者肺部压力(例如，平台压力)的保持操作。图3示出了保持操作的第二周期200b的放大视图，为了清楚起见，省略了其他周期。类似于第一周期200a和第三周期200c，第二周期200b包括吸气相I和呼气相E。然而，第二周期200b也包括处于吸气相I与呼气相E之间的零流量相F。在零流量相F期间，鼓风机被设置(例如，自动地设置)为在患者进气口124与患者102之间的流动路径中实现并维持零流量的速度，如下文详细地描述的。因为流量为零，所以压力在零流量相F期间保持稳定水平(在图3中标记为PPLAT)，一般处于小于在吸气相结束时观察到的最大压力但大于在呼气相结束时观测到的基线压力的值。值得注意的是，在零流量相F期间的流动路径中的平台压力PPLAT等于或至少大致等于患者的肺部中的压力。这是因为在将流量设置为零的情况下，任何患者气道阻力和患者回路阻力的影响均为零，并且因此对压力没有影响。因此，沿着流动路径的任何位置(例如，在通气组件120处，沿着患者回路106，或在患者连接件104处)测量的压力等于患者肺部压力。因此，不管在何处进行测量，在零流量相F期间和/或结束时测量的平台压力PPLAT等于或至少大致等于患者肺部压力。
第三图230c示出了鼓风机122在零流量相F期间保持零流量的操作(例如，气体既不流入患者的肺部也不流出患者的肺部)。值得注意的是，鼓风机122不能简单地关闭或甚至返回到其基线速度以实现零流量。如果鼓风机122在紧接吸气相I之后关闭，则患者的肺部将收缩，并且空气将流出患者的肺部并流入患者回路中，产生负流量(例如，朝向通气组件120的流量)。如果鼓风机122在紧接吸气相I之后返回到其基线速度，诸如在第一周期200a和第三周期200c中，则患者的肺部在正常呼气事件中仍将收缩，并且空气将流出患者的肺部并流入患者回路中，也产生负流量。如果鼓风机122在吸气相I期间保持在其速度处或其速度附近，则鼓风机122将继续将空气移动到患者的肺部中，产生正流量(例如，朝向患者的流量)。因此，为了实现零流量，鼓风机122在零流量相F期间以中间速度运行，该中间速度介于吸气相I期间的其峰值速度与呼气相E期间的其基线速度之间。
具体地，系统100可以测量流量(例如，经由流量传感器118)，并且基于所测量的流量，自动地控制鼓风机122以实现并维持零流量状态。例如，图4A是示出了第一呼吸机控制模块112a的流程图，第一呼吸机控制模块112a用于与有源患者回路一起使用并且被配置为自动地控制鼓风机的速度以在保持操作期间实现零流量状态。对于保持操作，将流量参考值(例如，目标流量)设置为零。基于流量参考值以及在鼓风机出口处测量的压力，控制模块412a可以估计(例如，使用在压力，流量，和鼓风机速度之间具有预定相关性的查找表)适合于实现流量参考值的鼓风机速度。第一PI控制器还可以将所测量的流量与流量参考值进行比较，以确定流量是否处于流量参考值处。第二PI控制器可以将鼓风机的速度自动地控制到估计的速度(例如，通过控制驱动鼓风机的电机的占空比)。一旦鼓风机正在以估计的速度操作，第一PI控制器可以进一步微调鼓风机的速度，以实现并维持流量参考值。
图4B是示出了第二呼吸机控制模块112b的流程图，第二呼吸机控制模块112b用于与无源患者回路一起使用并且被配置为自动地控制鼓风机的速度以在保持操作期间实现零流量状态。第二呼吸机控制模块112b可以基本上类似于先前关于图4B描述的第一呼吸机控制模件112a。然而，相对于第一呼吸机控制模块112a，第二呼吸机控制模块112使用患者估计的流量来控制鼓风机的速度，以考虑无源患者回路中的泄漏或患者连接件处的任何泄漏。
如前所述，在吸气相I之后维持系统100中的零流量状态使得流动路径内的压力与患者的肺部内的压力相等。因此，在零流量相F期间沿着流动路径测量的压力(例如，平台压力)等于或至少大致等于患者肺部压力。
一旦测量了患者肺部压力，就可以使用以下等式的变体来计算患者静态顺应性和患者气道阻力，其中，P是压力，Q是流量，Rp是患者气道阻力，Vt是潮气量，并且CL是患者肺部顺应性：
在保持操作期间，压力P为患者肺部压力PL，流量Q为零，并且因此患者气道阻力Rp为零。潮气量Vt是基于在吸气相期间递送给患者的空气量而已知的。因此，可以使用以下等式来计算患者静态顺应性：
一旦计算出患者的静态顺应性，还可以计算出患者气道阻力。
在一些实施例中，一旦开始保持操作，系统100就可以自动确定患者肺部压力，患者静态顺应性，和/或患者气道阻力。例如，控制模块112可以包括计算模块，该计算模块在保持操作期间自动地测量患者肺部压力，并且然后基于所测量的患者肺部压力来自动地计算患者静态顺应性和患者气道阻力。系统100然后可以显示患者肺部压力，患者静态顺应性，和/或患者气道阻力(例如，使用用户接口114)。
图5是图1中呼吸机11O的用户接口114的示意性图示，其示出了用于开始保持操作的用户输入保持操作控件550(例如，按钮，开关，切换键等)。在操作中，用户可以激活(例如，按下)保持操作控件550以开始保持操作，该保持操作维持零流量状态以用于测量患者肺部压力。例如，当用户激活保持操作控件550时，控制模块112(图1)可以自动地控制鼓风机122的操作，以在系统100中实现零流量状态，如前所述。在一些实施例中，只要用户激活(例如，按下)保持操作控件550，保持操作就持续下去，但受下文所述的最长保持时段限制。
在一些实施例中，用户接口114可以实时地显示压力波形图552。因此，当用户激活保持操作控件550时，用户可以同时查看压力波形图，以确保在释放保持操作控件550和终止保持操作之前达到平台压力(保持操作压力波形未在图5中示出)。用户接口114还可以显示最近测量的平台压力度量554和最近计算的静态顺应性度量556。
因此，用户可以使用用户接口114来开始保持操作，以在一整天中的多个时间测量患者肺部压力(例如，按需测量)。保持操作的持续时间可以是预设的(例如，1秒，2秒，3秒，4秒，5秒，或6秒)，或者可以由用户控制，如上所述。为了患者安全，系统100可以包括最大保持持续时间(例如，6秒)，在该最大保持持续期间之后，即使用户使保持操作控件550保持激活，系统100也返回到标准通气。在一些实施例中，系统100可以以预设间隔自动开始保持操作。例如，系统100可以被编程为以每天一次，每天两次，每天三次，每天四次，每天五次，每天六次等来开始保持操作。
尽管关于系统100描述了用于测量患者肺部压力以及计算患者静态顺应性和患者气道阻力的前述系统和技术，但是本领域技术人员将理解，同一技术可以与使用鼓风机操作的其他通气系统一起使用。因此，本技术不限于系统100。
本技术还包括用于测量患者肺部压力的方法。例如，图6是用于在压力控制或容量控制通气期间测量患者肺部压力的方法600的流程图。方法600可以在步骤602中通过在呼吸的吸气相期间以第一速度操作呼吸机鼓风机(例如，系统100的鼓风机122)而开始。第一速度可以足以将气体从呼吸机经由流动路径引导至患者，该流动路径可以包括患者回路和患者连接件。在吸气相期间，气体以足够的流量供应，以使患者的肺部膨胀。
在吸气相之后并且在呼吸的呼气相之前，方法600可以在步骤604中通过以小于第一速度的第二速度操作鼓风机以在流动路径中实现零流量状态(例如，防止患者呼气)而继续。这可以包括：例如测量流动路径中的气体流量(例如，使用系统100的流量传感器118)，以及基于所测量的流量来自动地调节鼓风机的速度以实现并维持零流量状态。零流量状态可维持介于约1秒与约6秒之间，诸如约1秒，约2秒，约3秒，约4秒，约5秒，或约6秒。
方法600还包括：在步骤606处测量零流量状态期间的平台压力。这可以包括：例如，使用位置被设置在呼吸机内的压力传感器来测量压力。值得注意的是，并且如前所述，在零流量状态期间测量的平台压力等于或至少大致等于患者肺部压力。因此，所测量的平台压力可以作为患者肺部压力显示给用户。病人静态顺应性也可以使用所测量的患者肺部压力来计算，如上所述。类似地，还如上所述，可以使用所计算的静态顺应性来计算患者气道阻力。在步骤606中测量平台压力之后，方法600可以通过以小于第二速度的第三速度操作鼓风机以允许用户呼出在呼吸的吸气相期间递送气体而继续。
示例
在以下示例中阐述了本技术的若干个方面。
1.一种用于在通气期间使用通过患者回路和患者连接件连接到患者的呼吸机来测量所述患者体内的患者肺部压力的方法，所述方法包括：
在呼吸的吸气相期间以第一速度操作所述呼吸机的鼓风机，以沿着包括所述患者回路和所述患者连接件的流动路径将气体从所述呼吸机引导至所述患者；
在所述吸气相之后且在所述呼吸的呼气相之前，以小于所述第一速度的第二速度操作所述鼓风机，以在所述流动路径中实现零流量状态，在所述零流量状态期间，气体既不流入所述患者的肺部也不流出所述患者的肺部；以及
在所述零流量状态期间测量所述流动路径中的平台压力，其中，所测量的平台压力等于或大致等于所述患者肺部压力。
2.根据示例1所述的方法，其中，以小于所述第一速度的所述第二速度操作所述鼓风机以实现所述零流量状态包括：
经由流量传感器测量所述流动路径中的气体流量；以及
基于所测量的气体流量，自动地调节所述鼓风机的速度，以实现并维持所述零流量状态。
3.根据示例2所述的方法，其中，所述流量传感器的位置被设置在所述呼吸机内。
4.根据示例2所述的方法，其中，所述流量传感器的位置被设置在所述患者回路内。
5.根据示例1-4中任一项所述的方法，其中，测量所述流动路径中的所述平台压力包括：使用位置被设置在所述呼吸机内的压力传感器来测量所述平台压力。
6.根据示例1-5中任一项所述的方法，其中，以所述第二速度操作所述鼓风机包括：维持所述零流量状态介于约1秒与约6秒之间。
7.根据示例1-6中任一项所述的方法，还包括：基于所测量的平台压力来自动地计算患者静态顺应性。
8.根据示例7所述的方法，还包括：至少部分地基于所计算的患者静态顺应性来自动地计算患者气道阻力。
9.根据示例1-8中任一项所述的方法，还包括：在实现所述零流量状态之后并且在所述呼吸的所述呼气相期间，以第三速度操作所述鼓风机，其中，所述第三速度小于所述第二速度。
10.一种呼吸机系统，包括：
通气组件，其具有被配置为控制去往患者的气体流量的鼓风机；
控制模块，其被配置为控制所述鼓风机，所述控制模块包括——
一个或多个处理器，以及
存储器，其存储用于执行保持操作以测量患者肺部压力的指令，其中，所述指令在被所述一个或多个处理器执行时，使所述呼吸机系统执行操作，所述操作包括：
在呼吸的吸气相期间以第一速度操作所述鼓风机，以沿着包括患者回路和患者连接件的流动路径将气体从所述呼吸机引导至所述患者；以及
在所述吸气相之后且在所述呼吸的呼气相之前，降低所述鼓风机的速度以在所述流动路径中实现零流量状态，在所述零流量状态期间，气体既不流入所述患者的肺部也不流出所述患者的肺部；以及
压力传感器，其被配置为在所述零流量状态期间测量所述流动路径中的平台压力，其中，所测量的平台压力等于或大致等于所述患者肺部压力。
11.根据示例10所述的系统，还包括流量传感器，所述流量传感器被配置为测量所述流动路径中的气体流量，并且其中，所述降低所述鼓风机的所述速度以实现零流量状态的操作还包括：
从所述流量传感器接收表示所述流动路径中气体流量的信号；以及
基于所述接收到的信号，自动地调节所述鼓风机的所述速度，以实现并维持所述零流量状态。
12.根据示例10或11所述的系统，其中，所述零流量状态维持介于约1秒与约6秒之间。
13.根据示例10-12中任一项所述的系统，其中，所述操作还包括：基于所测量的平台压力来自动地计算患者静态顺应性。
14.根据示例13所述的方法，其中，所述操作还包括：至少部分地基于所计算的患者静态顺应性来自动地计算患者气道阻力。
15.根据示例10-14中任一项所述的系统，其中，所述操作还包括：在实现所述零流量状态之后且在呼气相期间进一步降低所述鼓风机的所述速度，以允许患者呼气。
16.根据示例1O-15中任一项所述的系统，还包括用户显示器，所述用户显示器被配置为在所述零流量状态期间显示所测量的平台压力。
17.根据示例1O-16中任一项所述的系统，还包括用户输入，所述用户输入用于选择性地开始所述保持操作的操作。
结论
本文描述的系统和方法可以用计算架构实现和/或分布在计算架构上。例如，本文描述的许多系统包括存储数据，软件模块，指令等的存储器。本文所述的存储器可以包括用于易失性和非易失性存储的多种硬件装置中的一种或多种，并且可以包括只读和可写存储器。例如，存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，多种高速缓存，CPU寄存器，只读存储器(ROM)，和可写非易失性存储器，诸如闪存，硬盘驱动器，软盘，CD，DVD，磁存储装置，磁带驱动器，装置缓冲器等。存储器不是脱离底层硬件的传播信号；因此，存储器是非暂时性的。在一些实施例中，存储器是存储例如程序，软件，数据等的非暂时性计算机可读存储介质。
正如本领域的技术人员将从本文的公开内容理解的那样，在不脱离本技术的范围的情况下，可以省略上述系统的多种部件。同样，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将上文未明确描述的额外的部件添加到系统中。例如，应当理解，出于说明的目的，本文已经描述了本技术的具体实施例，但是没有详细示出或描述公知的结构和功能以避免不必要地模糊本技术的实施例的描述。此外，尽管上文出于说明性目的描述了本技术的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的那样，在本技术的范围内可以进行多种等效修改。例如，虽然步骤以给定的顺序呈现，但是备选实施例可以以不同的顺序执行步骤。还可以组合本文描述的多种实施例以提供进一步的实施例。因此，本技术不限于本文明确标识的配置，而是包含所描述的系统和方法的变化和变更。
此外，虽然与本技术的一些实施例相关联的优点已经在那些实施例的情境中进行了描述，但是其他实施例也可以展示这样的优点，并且并非所有实施例都必须展示这样的优点以落入本技术的范围内。因此，本公开和相关的技术可以涵盖本文未明确示出或描述的其他实施例。
除非上下文另有明确要求，否则在整个描述和示例中，词语″包含(comprise)″，″包含(comprising)″等应在包容性意义上进行解释，而不是排他性或穷尽性；也就是说，在″包括但不限于″的意义上解释。如本文所使用的，术语″连接″，″耦接″，或其任何变体表示两个或多个元件之间的任何直接或间接的连接或耦接；元件之间的耦接连接可以是物理的，逻辑的，或它们的组合。此外，在本申请中使用词语″本文″，″上文″，″下文″和类似含义的词语时，应当指代整个本申请，而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，以上具体实施方式中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。如本文所使用的，″A和/或B″中的短语″和/或″指单独的A，单独的B，以及A和B。此外，在本文提及的具体整数具有与实施例相关的本领域已知的等同物时，这些已知的等同物视作并入本文，如同单独阐述一样。

Claims (17)

1.一种用于在通气期间使用通过患者回路和患者连接件连接到患者的呼吸机来测量所述患者体内的患者肺部压力的方法，所述方法包括：
在呼吸的吸气相期间以第一速度操作所述呼吸机的鼓风机，以沿着包括所述患者回路和所述患者连接件的流动路径将气体从所述呼吸机引导至所述患者；
在所述吸气相之后且在所述呼吸的呼气相之前，以小于所述第一速度的第二速度操作所述鼓风机，以在所述流动路径中实现零流量状态，在所述零流量状态期间，气体既不流入所述患者的肺部也不流出所述患者的肺部；以及
在所述零流量状态期间测量所述流动路径中的平台压力，其中，所测量的平台压力等于或大致等于所述患者肺部压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以小于所述第一速度的所述第二速度操作所述鼓风机以实现所述零流量状态包括：
经由流量传感器测量所述流动路径中的气体流量；以及
基于所测量的气体流量，自动地调节所述鼓风机的速度，以实现并维持所述零流量状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述流量传感器的位置被设置在所述呼吸机内。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述流量传感器的位置被设置在所述患者回路内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，测量所述流动路径中的所述平台压力包括：使用位置被设置在所述呼吸机内的压力传感器来测量所述平台压力。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述第二速度操作所述鼓风机包括：维持所述零流量状态介于约1秒与约6秒之间。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所测量的平台压力来自动地计算患者静态顺应性。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：至少部分地基于所计算的患者静态顺应性来自动地计算患者气道阻力。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在实现所述零流量状态之后并且在所述呼吸的所述呼气相期间，以第三速度操作所述鼓风机，其中，所述第三速度小于所述第二速度。
10.一种呼吸机系统，包括：
通气组件，其具有被配置为控制去往患者的气体流量的鼓风机；
控制模块，其被配置为控制所述鼓风机，所述控制模块包括——
一个或多个处理器，以及
存储器，其存储用于执行保持操作以测量患者肺部压力的指令，其中，所述指令在被所述一个或多个处理器执行时，使所述呼吸机系统执行操作，所述操作包括：
在呼吸的吸气相期间以第一速度操作所述鼓风机，以沿着包括患者回路和患者连接件的流动路径将气体从所述呼吸机引导至所述患者；以及
在所述吸气相之后且在所述呼吸的呼气相之前，降低所述鼓风机的速度以在所述流动路径中实现零流量状态，在所述零流量状态期间，气体既不流入所述患者的肺部也不流出所述患者的肺部；以及
压力传感器，其被配置为在所述零流量状态期间测量所述流动路径中的平台压力，其中，所测量的平台压力等于或大致等于所述患者肺部压力。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括流量传感器，所述流量传感器被配置为测量所述流动路径中的气体流量，并且其中，所述降低所述鼓风机的所述速度以实现零流量状态的操作还包括：
从所述流量传感器接收表示所述流动路径中气体流量的信号；以及
基于所述接收到的信号，自动地调节所述鼓风机的所述速度，以实现并维持所述零流量状态。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述零流量状态维持介于约1秒与约6秒之间。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述操作还包括：基于所测量的平台压力来自动地计算患者静态顺应性。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述操作还包括：至少部分地基于所计算的患者静态顺应性来自动地计算患者气道阻力。
15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述操作还包括：在实现所述零流量状态之后且在呼气相期间进一步降低所述鼓风机的所述速度，以允许患者呼气。
16.根据权利要求10所述的系统，还包括用户显示器，所述用户显示器被配置为在所述零流量状态期间显示所测量的平台压力。
17.根据权利要求10所述的系统，还包括用户输入，所述用户输入用于选择性地开始所述保持操作的操作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH568756A5 (zh) * 1973-09-07 1975-11-14 Hoffmann La Roche
ES2228992T3 (es) * 1994-10-14 2005-04-16 Bird Products Corporation Valvula de exhalacion con transductor de flujo.
JP3898251B2 (ja) * 1996-03-28 2007-03-28 スズキ株式会社 人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置
US6371113B1 (en) * 1996-10-10 2002-04-16 Datex-Ohmeda, Inc. Zero flow pause during volume ventilation
US6257234B1 (en) * 1998-08-21 2001-07-10 Respironics, Inc. Apparatus and method for determining respiratory mechanics of a patient and for controlling a ventilator based thereon
US6588422B1 (en) * 1999-01-15 2003-07-08 Resmed Ltd. Method and apparatus to counterbalance intrinsic positive end expiratory pressure
FR2939049B1 (fr) * 2008-11-28 2011-09-30 Taema Appareil de fourniture de gaz respiratoire a un patient

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